Как Вселената се e превърнала от студена, тъмна еднородност след Големия взрив в хаотичното сияние на първите звезди? Този загадъчен период, известен като Космическа зора, остава една от най-трудните загадки на астрофизиката.

Светлината от онези времена е изключително слаба, което прави директното изучаване на първите космически обекти почти невъзможно.

Научната общност излага теории, но липсват преки доказателства. Въпреки това, според международна група астрономи, ние сме на прага на революция в разбирането на тази епоха.

В ново проучване, публикувано в списание Nature Astronomy, учените обявяват разработването на модел, способен да открие масата на най-първите звезди във Вселената — така наречените звезди от Популация III.

Ключът е легендарният 21-сантиметров радиосигнал.

Този сигнал възниква приблизително 100 милиона години след Големия взрив, когато първите звезди засияват в тъмнината, изпълвайки Вселената със светлина.

След стотици хиляди години охлаждане Вселената е изпълнена предимно с неутрален водород. Но първите звезди, като мощни реактори, излъчват светлина, достатъчно енергична, за да йонизира отново този водород.

В този процес се отделят фотони с характерна дължина на вълната 21 см. Този сигнал е безпогрешен отпечатък от времето на раждането на първите структури в Космоса.

Да го разшифроваме означава да получим ключ към разбирането на космическата зора. „Това е уникална възможност да разберем как първата светлина на Вселената се е появила от мрака“, подчертава съавторът на изследването Анастасия Фиалкова от Кеймбриджския университет.

Използвайки данни от бъдещи мощни инструменти, като радиотелескопа REACH и гигантската антенна решетка Square Kilometer Array (SKA), която се строи в Австралия, учените създадоха модел, способен да „извлече“ информация за масата на звездите от Популация III от самия 21-сантиметров сигнал.

Ключовото откритие при създаването на модела е, че предишните изследвания са подценили ролята на специалните системи сред първите светила – рентгенови двойки.

В такива системи черна дупка или неутронна звезда поглъщат материя от обикновена спътникова звезда, генерирайки интензивно рентгеново излъчване. Оказва се, че тези системи са били както по-ярки, така и по-многобройни, отколкото се е смятало.

Изследването е значителна крачка напред в радиоастрономията.

Последните постижения вече започват да ни разкриват Вселената с „ниска яркост“. Моделът обещава да хвърли безпрецедентна светлина върху космическата зора. Бъдещите наблюдения с REACH и SKA, интерпретирани с помощта на тази нов модел, могат най-накрая да разкрият какви са били първите градивни елементи на нашия Космос, с което ще приключи една загадка, продължила повече от 13 милиарда години, пише Phys.